Metal Patente: entenda a sua aplicação

Metal Patente são ligas formadas por Estanho ou Chumbo de baixo ponto de fusão com uma estrutura de cristais duros e resistentes ao desgaste combinados a uma matriz macia, o que permite a circulação de lubrificante entre os cristais, além de absorver impactos. São também chamadas de Metal Babbitt e Metal Branco. Estes nomes são uma referência a Isaac Babbitt (inventor norte-americano), que inventou a primeira liga deste tipo em 1839, visando sua aplicação em mancais de eixos de máquinas a vapor.

São ligas conhecidas por apresentarem um coeficiente de atrito baixo, mesmo sem lubrificação, com características essenciais para garantir o movimento. Tendo em conta as propriedades que os seus revestimentos apresentam, estes são também conhecidos pela designação de metal antifricção.

Tipos de metal patente

Normas internacionais especificam atualmente pelo menos 14 ligas de Metal Patente, com diferentes composições químicas e propriedades. Existem as ligas à base de Sn (Estanho), ligas à base de Sn e Pb (Chumbo) e ligas à base de Pb. Outros elementos como Sb (Antimônio) e Cu (Cobre) são também empregados. Segundo Alex Simões, as principais ligas utilizadas são:

Ligas Metal Patente à base de estanho (Tin-Based)

Nesse tipo de liga, com a alta porcentagem desse elemento e o teor não muito elevado de antimônio (dentro ou pouco acima do limite de solubilidade), com cobre e sem nenhum chumbo para garantira ausência do eutético Sn-Pb, formam a categoria de ligas resistentes ao choque, compatível, por exemplo, com a alta rotação dos motores à explsão.

Ligas Metal Patente à base de chumbo (Lead-Based)

Com o elevado teor deste elemento, mas com adição de estanho, antimônio e cobre para aumentar a dureza e a resistência ao desgaste. São ligas de baixo custo e, portanto, para utilização mais secundária. Podem até conseguir propriedades mecânicas razoáveis, desde que se alie camadas finas às levadas velocidades de resfriamento no momento da fundição do mancal.

Apesar de todas as ligas conterem diferentes composições químicas, possuem uma característica em comum: cada uma delas possui uma mistura heterogênea com partículas semelhantes rígidas integradas a matriz macia. Esta estrutura permite às partículas, quando se formam, incorporarem-se uniformemente dentro da base de chumbo ou estanho, de modo que ao desgastar a matriz macia as partículas duras ficam livres. Isto não apenas reduz o coeficiente médio de atrito na superfície, como também produz canais através dos quais o lubrificante pode escoar com maior facilidade e fluidez.

As ligas de Metal Patente, por possuírem propriedades autolubrificantes e antifricção, que permitem a eficácia do movimento relativo entre as superfícies, são muito utilizadas em mancais de deslizamento e outras peças submetidas a deslizamento crítico.

Os processos de deposição de metal patente são variados, sendo através de fusão o mais comum deles. O processo de aplicação de revestimentos por Aspersão Térmica foi desenvolvido para aplicação desse material com excelentes resultados.  Os revestimentos depositados por esse método possuem estrutura tipicamente formada por lamelas sobrepostas. Têm por objetivo promover a melhoria do desempenho de partes e componentes de máquinas pela união das propriedades do material base e do revestimento aspergido, obtendo uma combinação de características que não são possíveis em materiais homogêneos, caso das ligas de metal patente. As maiores taxas de resfriamento obtidas neste processo resultam em uma microestrutura mais refinada em comparação aos outros processos, promovendo uma maior resistência ao desgaste. Além disso, é de aplicação mais rápida e de menor custo.

Confira também como o metal patente pode ajudar você com desgaste em mancais, clicando aqui.

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